(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置,则a电极名称为________极,电极材料是________,电极反应式为________________,电解质溶液可以是
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(2)乙池中铁极电极反应式为________________,若在乙池中滴入少量酚酞溶液,开始电解一段时间后,铁极附近呈________色。
(3)若乙电解池中的电解质溶液为等物质的量浓度的Cu(NO3)2和MgCl2溶液,分阶段写出乙池中电解反应的化学方程式:
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解析:(1)在一条电路中串联两个电解池,往往对阴、阳极的判断容易受到干扰,在分析甲池时,把乙池视为一段导线,反之,分析乙池时,把甲池视为一段导线。据此分析得出:a为阴极,b为阳极,Fe为阴极,石墨为阳极。又根据工业上电解精炼铜的原理判断a电极材料应为纯铜,电极反应式为Cu2++2e-===Cu,电解质溶液用含Cu2+的溶液(如CuSO4溶液)。
(2)乙池中是用惰性电极电解NaCl溶液(阴极材料是否为活泼金属对电解无影响),铁极反应式为2H++2e-===H2↑,由于水提供的H+放电,铁极附近溶液中OH-越来越多,溶液由无色变为红色。
(3)电解多种电解质的混合溶液,分析电解反应的方法步骤为①分析电解质溶液中所有离子,分为阴、阳两组(包括水电离出的H+和OH-);②将阴、阳离子分别按放电先后顺序进行排列;③写出阴、阳两极上的反应式和电解的总反应式并据此判断反应现象或进行计算。
答案:(1)阴 纯铜 Cu2++2e-===Cu 含Cu2+的溶液(如CuSO4溶液) (2)2H++2e-===H2↑ 红
(3)第一阶段:CuCl2通电,Cu+Cl2↑,第二阶段:2H2O通电,2H2↑+O2↑
[能力提升]
9.某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4,它们的物质的量之比为3∶1。用石墨做电极电解溶液时,根据电极产物,可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是( )
A.阴极只析出H2
B.阳极先析出Cl2,后析出O2
C.电解最后阶段为电解水
D.溶液pH不断增大,最后为7
解析:选D。电解质溶液中,n(Na+)∶n(Cl-)∶n(H+)∶n(SO)=3∶3∶2∶1,开始电解产生H2和Cl2,同时生成OH-中和H2SO4,且生成OH-多,最后相当于电解水,因而pH>7,阴极只生成H2。三个阶段分别为电解HCl、NaCl、H2O。
10.CuI是一种不溶于水的白色固体,它可由反应2Cu2++4I-===2CuI+I2而得到。现以石墨为阴极,以Cu为阳极电解KI溶液,通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。电解开始不久阴极区溶液呈红色,而阳极区溶液呈蓝色,对这个现象的正确解释是( )
①阴极:2H++2e-===H2↑,使[OH-]>[H+]
②阳极:2Cu-4e-+4I-===2CuI+I2,I2遇淀粉变蓝
③阳极:Cu-2e-===Cu2+,Cu2+显蓝色
④阳极:2I--2e-===I2,碘遇淀粉变蓝
A.①② B.①③